СЕРЦЕВИЙ АВТОМАТИЗМ: АНАТОМІЯ, ЯК ЦЕ ВІДБУВАЄТЬСЯ - АНАТОМІЯ ТА ФІЗІОЛОГІЯ - 2025

Серця автоматизму є здатність клітин міокарда самі б'ють. Ця властивість унікальна для серця, оскільки жодна інша мускулатура в організмі не може виконувати накази, продиктовані центральною нервовою системою. Деякі автори розглядають хронотропізм та серцевий автоматизм як фізіологічні синоніми.

Лише вищі організми володіють цією характеристикою. Ссавці та деякі рептилії - серед живих істот із серцевим автоматизмом. Ця спонтанна активність породжується в групі спеціалізованих комірок, які виробляють періодичні електричні коливання.

Джерело: Pixabay.com

Хоча точний механізм, за допомогою якого ініціюється цей ефект кардіостимулятора, ще не відомий, але відомо, що іонні канали та внутрішньоклітинна концентрація кальцію відіграють основну роль у його функціонуванні. Ці електролітичні фактори є життєво важливими для динаміки клітинної мембрани, яка запускає потенціал дії.

Щоб цей процес проходив без змін, життєво важливим є відшкодування анатомічних та фізіологічних елементів. Складна мережа вузлів і волокон, які виробляють і проводять подразник усім серцем, повинні бути здоровими, щоб нормально функціонувати.

Анатомія

Серцевий автоматизм має дуже складну і спеціалізовану групу тканин з точними функціями. Три найважливіші анатомічні елементи у цьому завданні: синусовий вузол, атріовентрикулярний вузол та волокниста мережа Пуркіньє, ключові характеристики яких описані нижче:

Синусовий вузол

Синусовий вузол або синоатріальний вузол є природним кардіостимулятором серця. Його анатомічне розташування було описано більше століття тому Кітом і Флаком, розташувавши його в бічній і верхній області правого передсердя. Ця область називається Венозним синусом і пов'язана з вхідними дверима верхньої порожнистої вени.

Сіноатріальний вузол був описаний декількома авторами як бананоподібна, дугоподібна або фузиформна структура. Інші просто не надають йому точної форми і пояснюють, що це група клітин, розсіяних у більш-менш обмеженій області. Найсміливіші навіть описують голову, тіло і хвіст, як підшлункова залоза.

Гістологічно він складається з чотирьох різних типів клітин: кардіостимуляторів, перехідних клітин, робочих клітин або кардіоміоцитів та клітин Пуркіньє.

Усі ці клітини, що складають синусовий або синоатріальний вузол, мають внутрішній автоматизм, але в нормальному стані на момент генерації електричного імпульсу накладаються лише кардіостимулятори.

Атріовентрикулярний вузол

Також відомий як атріовентрикулярний вузол (AV вузол) або вузол Ашоффа-Тавара, він розташований у міжпередсердній перегородці, біля отвору коронарної пазухи. Це дуже невелика структура, максимум 5 мм на одній із своїх осей, і вона розташована в центрі або трохи орієнтована у напрямку до верхньої вершини трикутника Коха.

Його утворення сильно неоднорідне і складне. Намагаючись спростити цей факт, дослідники намагалися узагальнити клітини, що складають його, у дві групи: компактні клітини та перехідні клітини. Останні мають проміжні розміри між робочими та кардіостимуляторами синусового вузла.

Волокна Пуркіньє

Також відома як тканина Пуркіньє, вона має свою назву чеському анатомові Яну Евангелісту Пуркіньє, який відкрив її в 1839 році. Він розподілений по всьому шлуночковому м’язу нижче стінки ендокарда. Ця тканина насправді є сукупністю спеціалізованих клітин серцевого м’яза.

Субендокардіальний ділянка Пуркіньє має еліптичне поширення в обох шлуночках. Протягом усього її перебігу утворюються гілки, які проникають в стінки шлуночків.

Ці гілки можуть зустрічатися одна з одною, викликаючи анастомози або з'єднання, які допомагають краще розподілити електричний імпульс.

Як воно виробляється?

Серцевий автоматизм залежить від потенціалу дії, який генерується в м’язових клітинах серця. Цей потенціал дії залежить від усієї системи електропровідності серця, описаної в попередньому розділі, і від клітинного іонного балансу. У випадку електричних потенціалів існують змінні функціональні напруги та заряди.

Джерело: Pixabay.com

Потенціал серцевої дії має 5 фаз:

Фаза 0:

Він відомий як фаза швидкої деполяризації і залежить від відкриття швидких натрієвих каналів. Натрій, позитивний іон або катіон, потрапляє в клітину і різко змінює мембранний потенціал, переходячи від негативного заряду (-96 мВ) до позитивного заряду (+52 мВ).

Фаза 1:

У цій фазі швидкі натрієві канали закриваються. Він виникає при зміні напруги мембрани і супроводжується невеликою реполяризацією внаслідок рухів хлору та калію, але зберігаючи позитивний заряд.

Фаза 2:

Відомий як плато або "плато". На цій стадії позитивний мембранний потенціал зберігається без великих змін завдяки балансу в русі кальцію. Однак відбувається повільний іонообмін, особливо калію.

Фаза 3:

Під час цієї фази відбувається швидка реполяризація. Коли швидкі калієві канали відкриваються, він залишає внутрішню частину клітини, і, будучи позитивним іоном, потенціал мембрани бурхливо змінюється у бік негативного заряду. В кінці цієї стадії досягається мембранний потенціал між -80 мВ і -85 мВ.

Фаза 4:

Потенційний відпочинок. На цій стадії клітина залишається спокійною, поки не активується новий електричний імпульс і не починається новий цикл.

Всі ці етапи виконуються автоматично, без зовнішніх подразників. Звідси назва Кардіальної Автоматизації. Не всі клітини серця поводяться однаково, але фази зазвичай є загальними серед них. Наприклад, потенціал дії синусового вузла не має фази спокою і повинен регулюватися АВ-вузлом.

На цей механізм впливають усі змінні, що змінюють серцевий хронотропізм. Певні події, які можна вважати нормальними (фізичні вправи, стрес, сон) та інші патологічні чи фармакологічні події, як правило, змінюють автоматизм серця і іноді призводять до важких захворювань та аритмій.

Список літератури

1. Mangoni, Matteo and Nargeot, Joël (2008). Генезис і регуляція автоматики серця. Фізіологічні огляди, 88 (3): 919-982.
2. Іконніков, Грег і Єлле, Домінік (2012). Фізіологія серцевої провідності та скоротливості. Огляд патофізіології McMaster, отриманий з: патофізика.org
3. Anderson, RH та ін. (2009). Анатомія системи провідності серця. Клінічна анатомія, 22 (1): 99-113.
4. Рамірес-Рамірес, Франциско Яффет (2009). Кардіофізіологія. Медичний журнал MD, 3 (1).
5. Кацунг, Бертрам Г. (1978). Автоматичність в серцевих клітинах. Науки про життя, 23 (13): 1309-1315.
6. Санчес Кінтана, Даміан і Єн Хо, Siew (2003). Анатомія серцевих вузлів та специфічної системи передсердно-шлуночкової провідності. Revista Española de Cardiología, 56 (11): 1085-1092.
7. Лакатта Е. Г; Виноградова Т. М. та Мальцев В. А. (2008). Відсутня ланка в таємниці нормальної автоматичності клітин кардіостимулятора. Аннали Нью-Йоркської академії наук, 1123: 41-57.
8. Вікіпедія (2018). Потенціал серцевої дії. Відновлено з: en.wikipedia.org